SUS316LとSUS304ステンレス鋼の溶接特性の比較解析
SUS316Lステンレス鋼とSUS304ステンレス鋼は使用頻度が高く、主な用途は旋削加工です。 ただし、一部のお客様では溶接も行っており、この記事ではSUS316Lステンレス鋼とSUS304ステンレス鋼の優れた溶接性能について分析しています。
SUS316Lステンレス鋼の溶接性能解析
国内ブランド00Cr17Ni14Mo2ステンレス鋼に相当するSUS316Lステンレス鋼。極低炭素の純粋なオーステナイト系ステンレス鋼で、溶接性が良く、粒界腐食が発生しにくいですが、ステンレス鋼の熱伝導率が低いためです。 、線膨張係数が大きく、冷却過程で溶接継手はより大きな引張応力を形成し、溶接入熱が大きくなります。冷却速度が遅いと、熱亀裂、腐食亀裂、変形が発生しやすくなります。
SUS316Lステンレス鋼の溶接特性を理解したところで、SUS316Lステンレス鋼の溶接方法にはどのようなものがあるのか見てみましょう。
SUS316L ステンレス鋼は、すべての標準的な溶接方法を使用して溶接できます。溶接は、316Cb、SUS316L ステンレス鋼、または 309Cb ステンレス鋼のフィラーロッドまたは電極溶接の使用に応じて使用できます。 一般的な溶接方法では、MIG および TIG 溶接の入熱は小さく、アルゴン流は高温の金属を保護するだけでなく、一定の冷却効果もあり、溶接割れ耐性を提供し、溶接変形を軽減します。 オーステナイト系ステンレス鋼は一般的に溶接後の応力取り焼鈍が行われないため、SUS316Lステンレス鋼は溶接後の焼鈍が必要ないと思われる方も多いと思います。 主な理由は次のとおりです。
(1) オーステナイト系ステンレス鋼の可塑性と靱性は非常に優れており、溶接後の歪取焼鈍熱処理による性能回復の必要がない。
(2) 450～850℃の温度範囲はオーステナイト系ステンレス鋼の鋭敏化温度であり、この温度範囲で長時間加熱されるとオーステナイト系ステンレス鋼の耐食性が低下します。 溶接部にフェライトが含まれている場合は、475 度脆性および σ 脆性相も生成する可能性があります。 溶接後の歪取り焼鈍処理はこの温度帯に該当します（溶体化処理、安定化処理を除く）。
もちろん、機器部品の形状を安定させるために溶接残留応力を除去する必要がある場合は、 また、応力腐食が発生しやすい環境で装置を使用し、引張残留応力を除去する必要がある場合には、SUS316Lステンレス鋼でも溶接後に応力取り焼鈍熱処理が必要となります。
SUS304ステンレス鋼の溶接性能解析
SUS304ステンレス鋼は国産グレードの0Cr18Ni9ステンレス鋼に相当し、オーステナイト系ステンレス鋼の代表とも呼ばれる材質です。 一般にSUS304ステンレス鋼は溶接性が良いため、溶接前および溶接後の熱処理は必要ありません。 しかし、ニッケルやモリブデンの含有量が多い高合金ステンレス鋼を溶接すると、高温割れが発生しやすくなります。 また、σ脆化（Fe-Cr金属間化合物）が発生しやすく、フェライト形成元素の作用によるフェライト生成により低温脆化が生じ、耐食性の低下や応力腐食割れなどの欠陥が発生します。 溶接後の溶接継手の機械的性質は一般に良好ですが、熱影響部の粒界にクロム炭化物がある場合、クロム貧層が形成されやすく、クロム貧層の出現により粒界が発生しやすくなります。使用中の腐食。 問題の発生を避けるためには、低炭素（C 0.03％以下）グレードまたはチタンやニオブを添加したグレードを使用する必要があります。 溶接金属の高温割れを防止するには、オーステナイト中のδフェライトの制御が有効であると一般に考えられている。 一般に、室温で 5% 以上のδフェライトを含有することが推奨されます。 耐食性を主な用途とする鋼材については、低炭素で安定した鋼種を選択し、適切な溶接後熱処理を行う必要があります。 構造強度を主目的とする鋼は、炭化物の析出による変形やδ相脆化を防ぐため、溶接後の熱処理は行わないでください。
上記の分析の後、一目で両者の溶接性能の良し悪しはどちらであると考えられます。また、この記事の結論として、溶接性能から、SUS316L ステンレス鋼の炭素含有量が低いため、およびその他総合的に比較すると、SUS304ステンレス鋼よりも性能が優れています。
